海工混凝土结构的腐蚀机理与防腐措施
海工钢筋混凝土腐蚀机理及防护措施
海工钢筋混凝土腐蚀机理及防护措施孙瑞华（青岛理工大学土木工程学院2001级 1 班）【摘要】本文分析了海水对钢筋混凝土的腐蚀机理，并针对钢筋混凝土构筑物各部位所受到海水不同腐蚀情况，提出了保护措施及表面涂层防腐技术在海洋混凝土工程结构中的应用。
【关键词】海工混凝土, 腐蚀机理, 防护措施The Corrosion Mechanism of Marine Concrete and Protection MeasuresSun Ruihua(Qingdao Technological University School of Civil Engineering 266033)Abstract: This paper analyzes the corrosion mechanism of sea water to reinforced concrete structures and aims at investigating the different corrosion circumstance of sea water which is in the each part of reinforced concrete structures, putting forward to the protection measure and surface coating antiseptic technique which is applied in the marine concrete structures.Key words: marine concrete, corrosion mechanism, protection measures1 前言沿海地区由于长期处于海水、海风等自然环境中，混凝土遭受破坏的程度特别严重，有其特殊性，因此其耐久性问题更引人关注,已越来越得到工程界的重视。
以往，人们只重视到钢结构的腐蚀，事实上，混凝土及钢筋混凝土在海洋环境中的浪溅区及海洋大气区，其腐蚀亦是相当严重的，由此引起混凝土使用寿命缩短，结构大量返修。
海洋工程混凝土结构防腐技术规程
海洋工程混凝土结构防腐技术规程一、前言海洋环境中，混凝土结构的耐久性和防腐性是非常重要的。
由于海水中的氯离子、硫酸盐、海藻等物质的存在，混凝土结构很容易受到腐蚀和侵蚀的影响。
因此，在海洋工程中，混凝土结构的防腐技术至关重要。
本文将从材料选用、工艺流程、工艺参数等方面，对海洋工程混凝土结构防腐技术进行详细介绍。
二、材料选用1. 防腐涂料：在海洋工程混凝土结构的防腐中，防腐涂料是最常用的一种防腐材料。
防腐涂料的主要成分有：环氧树脂、聚氨酯、硅烷等。
在选择涂料时，应根据混凝土结构的使用环境和要求，选择合适的涂料。
同时，应注意涂料的质量和施工的技术要求，以确保涂层的质量和耐久性。
2. 防腐胶粘剂：防腐胶粘剂是用于混凝土结构的贴合和修补的一种材料。
防腐胶粘剂的主要成分有：聚氨酯、丙烯酸、环氧树脂等。
在选择胶粘剂时，应考虑其耐水性、耐腐蚀性、粘结强度等性能指标。
3. 防腐涂料添加剂：防腐涂料添加剂是一种用于增加涂料性能的材料。
防腐涂料添加剂的主要成分有：氧化锌、二氧化钛、纳米材料等。
在选择添加剂时，应根据涂料的性质和使用环境，选择合适的添加剂，以增加涂料的防腐性能和耐久性。
三、工艺流程1. 表面处理：在进行混凝土结构的防腐前，应先对其表面进行处理。
通常采用喷砂、高压水洗等方法，将混凝土表面的杂质和老化层去除，以保证涂料的附着力。
2. 底漆涂装：底漆是防腐涂料中的第一层涂料。
其主要作用是增加涂层的附着力和防腐性能。
底漆的选择应根据混凝土结构的使用环境和要求，选择合适的底漆。
在涂装时，应注意底漆的厚度和均匀性。
3. 中间涂装：中间涂装是防腐涂料中的第二层涂料。
其主要作用是增加涂层的厚度和防腐性能。
中间涂装的选择应根据混凝土结构的使用环境和要求，选择合适的中间涂料。
在涂装时，应注意涂层的厚度和均匀性。
4. 面漆涂装：面漆是防腐涂料中的最后一层涂料。
其主要作用是美化涂层和增加涂层的耐久性。
面漆的选择应根据混凝土结构的使用环境和要求，选择合适的面漆。
海工混凝土防腐蚀措施
海工混凝土防腐蚀措施引言海工混凝土结构广泛应用于海洋工程领域，如海上油平台、海底管道等，然而由于海洋环境的特殊性，混凝土结构容易受到腐蚀的侵害。
因此，采取有效的防腐蚀措施是确保混凝土结构安全可靠的关键。
海洋环境中的混凝土腐蚀机理混凝土在海洋环境中受到多种腐蚀因素的共同作用，主要包括： 1. 海水中的氯离子：海水中富含氯离子，其渗入混凝土内部，与混凝土内部的钙化合物反应生成腐蚀性较强的氯化物。
2. 大气中的二氧化硫和硫化物：二氧化硫和硫化物进入大气中后溶于水形成酸性物质，与混凝土中钙化合物反应产生硫酸钙，加速混凝土腐蚀。
3. 微生物作用：海洋中存在大量微生物，部分微生物可以利用混凝土中的有机物质，产生酸性物质，导致混凝土腐蚀。
海工混凝土防腐蚀的措施为了保护海工混凝土结构不受腐蚀的影响，我们可以采取以下措施：1. 表面涂层防护表面涂层是最常见的混凝土防腐蚀措施之一。
通过在混凝土表面涂覆一层耐腐蚀材料，可以阻隔海洋环境对混凝土的侵蚀。
常用的表面涂层材料包括环氧涂层、聚氨酯涂层等，这些涂层具有良好的耐腐蚀性能和附着力。
2. 抗渗措施混凝土的抗渗性是保证混凝土结构不受侵蚀的重要因素。
通过加入适量的减水剂和增加混凝土的密实性，可以提高混凝土的抗渗性能。
此外，还可以采取预应力等措施，增加混凝土结构的强度和抗渗性。
3. 添加防腐剂在混凝土的配制过程中，可以适量添加防腐剂，如氯化钙、氯化铁等。
这些防腐剂能够与海水中的氯离子发生反应，形成难溶于水的氯化物，从而减少氯离子对混凝土的侵蚀。
防腐蚀效果评估与维护为了确保采取的防腐蚀措施能够有效地延长混凝土结构的使用寿命，需要进行防腐蚀效果评估和维护工作。
1. 防腐蚀效果评估防腐蚀效果评估是判断所采用措施的有效性的关键步骤。
可以通过定期对混凝土进行检测，分析混凝土中氯离子、二氧化硫等物质的含量，评估防腐蚀措施的有效性。
2. 维护与修复发现混凝土结构出现腐蚀情况时，需要及时进行维护与修复。
海洋环境下混凝土结构的防腐技术研究
海洋环境下混凝土结构的防腐技术研究一、研究背景随着海洋工程的不断发展，海洋环境下混凝土结构防腐技术已成为研究的热点。
海洋环境对混凝土结构的腐蚀具有很大的影响，长期的海洋环境会导致混凝土结构的损坏和破坏，对海洋工程的安全和可靠性带来了巨大的隐患。
因此，如何有效地防止混凝土结构在海洋环境下的腐蚀问题，成为了海洋工程建设的重要课题。
二、混凝土结构在海洋环境下的腐蚀机理1.海水中的离子对混凝土的腐蚀海水中的氯离子和硫酸盐离子会对混凝土结构产生腐蚀作用，氯离子具有强烈的渗透性，可以穿透混凝土表面，进入混凝土内部，与钢筋接触，从而导致钢筋锈蚀。
硫酸盐离子则会引起混凝土内部的酸性环境，导致混凝土的侵蚀和脆化。
2.海洋环境下的生物腐蚀海洋环境下的生物腐蚀对混凝土结构也会产生很大的影响，海洋中的微生物和海洋生物会分解混凝土中的有机物质，从而引起混凝土的腐蚀和破坏。
三、海洋环境下混凝土结构的防腐技术1.混凝土结构表面的防腐处理混凝土结构表面的防腐处理是防止海水中的离子渗透进入混凝土结构内部的关键。
可以采用喷涂防腐涂料、涂刷防腐漆等方式对混凝土结构表面进行防护。
此外，还可以采用各种化学药品对混凝土结构表面进行处理，提高混凝土结构的抗腐蚀性能。
2.钢筋的防腐处理钢筋是混凝土结构中最容易受到腐蚀影响的部分，因此钢筋的防腐处理至关重要。
可以采用喷涂防腐涂料、涂刷防腐漆等方式对钢筋表面进行防护。
此外，还可以采用钢筋表面镀锌、镀铬等方式提高钢筋的抗腐蚀性能。
3.混凝土内部的防腐处理混凝土内部的防腐处理主要是采用化学防腐剂和缩微混凝土等方式对混凝土进行处理，提高混凝土的抗腐蚀性能。
4.其他防腐技术除上述防腐技术外，还可以采用防腐合金、防腐塑料等材料对混凝土结构进行防护。
四、海洋环境下混凝土结构的防腐技术研究进展1.防腐涂料的研究目前，防腐涂料是海洋环境下混凝土结构防腐的主要手段之一。
近年来，国内外研究人员对防腐涂料进行了大量的研究，开发出了一系列性能优良的防腐涂料，如环氧涂料、聚氨酯涂料等。
海工混凝土腐蚀原理及外加电流阴极保护措施
海工混凝土腐蚀原理及外加电流阴极保护措施摘要：本文介绍了海工混凝土的腐蚀原因，及破坏特征。
根据海工混凝土的耐久性受cl离子渗透速度的影响，介绍了电流阴极保护的化学原理及并结合工程经验探讨了外加电流阴极保护系统的设计原理，并描述了系统现场安装和调试的主要施工工艺。
关键词：海工混凝土；腐蚀；阴极保护引言海工混凝土是指在海滨、海水中或受海风影响的环境中服役，受海水以及受海风侵扰的混凝土。
其包括海岸工程和近海工程以及虽在岸上，但受到海水或海洋大气的物理化学作用的构筑物所用混凝土如：海港、入海河口整治、临近入海口的内河港、桥梁等。
由于经常地或周期性地与海水接触，受到海水或海洋大气（含有氯离子），或受波浪、流水的冲击、磨损等作用，而遭受损害，缩短使用年限[1-2]。
1 海工混凝土破坏特征及原理海工混凝土建筑物在氯盐、镁盐、硫酸盐大量存在的环境中，水位变化区及其上部结构：受大气腐蚀破坏；水位变化区中主要存在盐类的结晶膨胀、高碱性物质溶析、海盐对混凝土侵蚀、冻融循环、干湿交替破坏；水位线以下区域：受海水化学侵蚀破坏。
海水含有大量Cl-，海风、海雾中也含有Cl- ，海砂中更含有不等量的Cl-。
在我国近海码头、护坡和防护堤等钢筋混凝土建筑物中，以Cl-腐蚀带来的钢筋破坏十分突出。
沿海不经技术处理就使用海砂的现象亦日趋严重，这也为Cl-引起钢筋锈蚀破坏创造了条件。
大量数据表明，海工混凝土结构中影响钢筋锈蚀的关键因素是Cl-，其在集聚在钢筋表面，并带来了电化学腐蚀。
研究数据表明，影响海工混凝土耐久性的首要因素是混凝土的Cl-渗透速度。
2 阴极保护的电化学原理钢筋作为电化学反应的阳极，在腐蚀必须同时放出自由电子。
采取引入一个外加牺牲阳极或直流电源使构筑物中的钢筋电位小于平衡电位。
使得自由电子不在钢筋表面任何地方溢出，就可使钢筋不再腐蚀[3-4]。
而且均匀地接受自由电子，从而达到了阴极保护效果。
钢筋混凝土外加电流阴极保护系统由1.外加直流电源（极化电源），2.直流分布器件（辅助阳极），3.导电电解质溶液（潮湿的混凝土），4.被保护金属构筑物（阴极），5.导电回路系统（导线、电缆及配件），6.评价控制配件（探测针、参比电极、控制台等）。
海洋工程混凝土结构的防腐蚀技术研究
海洋工程混凝土结构的防腐蚀技术研究一、引言海洋工程混凝土结构的防腐蚀技术是海洋工程中极为重要的一环。
海洋环境的高盐度、高湿度、高温度、强风浪、海水侵蚀等因素都会对混凝土结构造成严重的腐蚀和损害。
因此，如何保护海洋工程混凝土结构的防腐蚀技术一直是海洋工程领域的研究热点之一。
二、海洋环境中混凝土结构腐蚀的原因1.海水的化学腐蚀作用：海水中含有大量的氯离子、硫酸根离子、氢氧化物等会对混凝土结构造成化学腐蚀。
2.海水的物理腐蚀作用：海水的波浪、潮汐、海流等物理作用会对混凝土结构造成物理腐蚀，如水波冲击、海水侵蚀等。
3.微生物腐蚀作用：海洋环境中存在大量的生物，如藻类、细菌、海藻等，它们会在混凝土结构表面生长繁殖，利用混凝土结构中的有机物质进行代谢，造成混凝土结构的微生物腐蚀。
三、海洋工程混凝土结构的防腐蚀技术1.防水处理：海洋工程混凝土结构的表面需要进行防水处理，以减少水分的渗透。
2.防腐涂料：使用防腐涂料对混凝土结构进行涂装，以隔绝海水的直接接触，达到防腐蚀的目的。
3.电化学防腐蚀：通过电化学方法对混凝土结构进行防腐蚀处理，如电化学防腐技术、阴极保护技术等。
4.材料优化：选用高性能材料，如玻璃纤维增强聚合物、碳纤维增强聚合物等材料。
5.混凝土配方优化：进行混凝土配方的优化，选用抗海水侵蚀的添加剂，如硅酸盐水泥、高性能混凝土等。
四、海洋工程混凝土结构的防腐蚀技术案例分析1.中国第一座海上风电场——上海东海大桥风电场的防腐蚀技术上海东海大桥风电场是中国第一座海上风电场，该工程采用了玻璃纤维增强聚合物材料、电化学防腐蚀技术等多种防腐蚀技术，保证了风电场的长期稳定运行。
2.挪威海洋混凝土平台的防腐蚀技术挪威海洋混凝土平台采用了碳纤维增强聚合物材料、混凝土配方优化等多种防腐蚀技术，有效地延长了平台的使用寿命。
五、结论海洋工程混凝土结构的防腐蚀技术是保障海洋工程长期稳定运行的关键技术之一。
在实际工程中，需要根据具体的海洋环境特点，综合运用多种防腐蚀技术，以达到最佳的防腐蚀效果。
海工混凝土结构的腐蚀机理与防腐措施
海工混凝土结构的腐蚀机理与防腐措施作者：林永庆来源：《科技创新导报》2017年第12期摘要：海工混凝土结构出现腐蚀性破坏的情况，大多因为海水环境的影响，即海水氯离子渗透于混凝土钢筋的表面，导致其钝化膜保护作用丧失，出现一个较为复杂的电化学腐蚀情况。
因此，为了有效减少和预防海水腐蚀对混凝土结构产生的消极影响，该文探讨海工混凝土结构的腐蚀机理与相应的防腐措施，以供参考。
关键词：海工混凝土结构腐蚀机理防腐措施中图分类号：U445.7+3 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2017）04（c）-0088-03当前，我国的海工建设正处于快速发展的重要阶段，而钢筋混凝土结构作为使用最广的构筑材料结构，在我国海洋规模迅速扩大，海港工程日益增多之际，其构筑的稳定安全性也得到了越来越多人的关注。
纵观我国当前的海港设施建设，很多陈旧的构筑已经被海水腐蚀化，对设施安全性造成极大的威胁。
1 海工混凝土结构的腐蚀机理1.1 混凝土腐蚀破坏及腐蚀现状分析混凝土的腐蚀破坏表现在环境作用下发生化学反应与物理反应作用，导致混凝土的耐久性与力学性明显下降。
混凝土腐蚀破坏直接导致其内部的钢筋出现腐蚀情况，且对应的锈胀力达到30 MPa使其开裂，严重威胁使用性能及安全性。
有国外的研究资料显示[1]，英国当前的混凝土桥梁中有近40%的桥梁都因为腐蚀需修复。
而在美国当前的近60万的桥梁中，有超过一半的桥梁都出现了钢筋腐蚀破坏的情况。
我国当前也有很多的桥梁受到损害，且危桥数量基数不小，因为其混凝土结构的腐蚀问题导致的损失超过几十亿。
1.2 跨海桥梁混凝土腐蚀机理研究如图1所示，在海洋环境下钢筋混凝土结构的长期暴露区、潮差区、浪溅区、水下区等不同部位受到侵蚀，都会出现不同程度的腐蚀。
在海洋环境中，钢筋混凝土结构的桥梁工程受到腐蚀的原因主要有以下几点，镁盐侵蚀、碳化侵蚀、钢筋锈蚀、酸性气体侵蚀、硫酸盐侵蚀等，其中比较常见的侵蚀性原因是钢筋锈蚀，在这种腐蚀作用下更容易造成损坏且程度较为严重。
混凝土结构防腐技术在海洋工程中的应用
混凝土结构防腐技术在海洋工程中的应用一、引言随着经济的发展和人们对环境的关注，海洋工程越来越受到重视。
由于海水中含有大量的盐分、氧化物和微生物等，海洋环境对于混凝土结构的腐蚀作用非常严重，导致混凝土结构的寿命缩短、安全性降低。
因此，如何保障海洋工程的安全运行，防止混凝土结构的腐蚀，成为了海洋工程建设的一个重要问题。
本文将介绍混凝土结构防腐技术在海洋工程中的应用。
二、混凝土结构的腐蚀机理混凝土结构的腐蚀主要是由海水中的氯离子侵蚀引起的。
氯离子能够穿透混凝土表面，进入混凝土内部，与混凝土内部的水泥石中的钙离子和水合硅酸钙反应，形成了氯化钙和氯化铁等化合物。
这些化合物会导致混凝土内部的钢筋锈蚀，进一步破坏混凝土结构的完整性。
三、混凝土结构防腐技术为了防止混凝土结构的腐蚀，可以采取以下几种防腐技术：1.防水层在混凝土结构表面涂刷或喷涂防水涂料，形成一层防水层，可以防止海水渗透混凝土结构内部，减缓混凝土结构的腐蚀速度。
2.阴极保护在混凝土结构中加入阴极保护系统，使混凝土结构成为阴极，钢筋成为阳极，从而防止钢筋的腐蚀。
3.复合材料将混凝土结构表面贴上复合材料，如玻璃纤维、碳纤维等，可以提高混凝土结构的耐腐蚀性能。
4.防腐涂层在混凝土结构表面涂刷防腐涂层，可以防止海水中的氯离子渗透混凝土结构内部，减缓混凝土结构的腐蚀速度。
四、混凝土结构防腐技术在海洋工程中的应用混凝土结构防腐技术在海洋工程中得到了广泛的应用。
以下将介绍几个具体的案例：1.港口码头港口码头是海洋工程中常见的混凝土结构，由于长期受到海水的侵蚀，容易出现腐蚀现象。
为了保障港口码头的安全运行，可以在港口码头表面涂刷防腐涂层，或者在港口码头内部加入阴极保护系统，从而延长港口码头的使用寿命。
2.海洋平台海洋平台是海洋工程中的重要设施，由于处于海洋环境中，容易受到海水的腐蚀。
为了保障海洋平台的安全运行，可以在海洋平台表面涂刷防腐涂层，或者在海洋平台内部加入阴极保护系统，从而延长海洋平台的使用寿命。
海工混凝土结构的腐蚀机理与防腐措施
使用性能 。 据国外 2004 年统计资料介绍， 英国现有桥梁 中的 35%～ 40%因结构腐蚀必须进行修复，所需费用占 年 GDT 的 3.14%, 美国近 60 万座桥梁中一半以上出现 钢筋腐蚀破坏，每年所需维修费用占年总建造经费的 1.25%。据我国 2004 年资料统计， 国内近 40 万座桥梁中 有 1 万多座已受到损害， 其中 4 000 多座已成危桥， 每年 因腐蚀问题造成的损失达几十亿元 。
8] 易施工 、 经济 、 节能 、 环保的发展方向 [7， 。
。
3.3 合理增加钢筋混凝土保护层厚度
混凝土保护层是防止钢筋腐蚀的重要屏障 。 海洋环 境工程混凝土保护层厚度应比陆上混凝土保护层厚度大一 些 , 适当增加保护层厚度对延长结构的耐久性寿命非常有 效 。 但保护层厚度也不能过厚， 以防混凝土本身的脆性和 收缩导致混凝土保护层开裂 。 对于潮差和浪溅区 , 控制混凝 对于大气区， 保护层厚度 土中钢筋保护层厚度大于 8mm ， 我国规范对海港工程混凝土结构保护层厚 也应大于 5mm 。 度取值规定 见表 1 和表 2 。 钢管桩主要采用牺牲阳极的阴
工程建设与设计
Construction & Design For Project
海工混凝土结构的腐蚀机理与防腐措施
Corrosion Mechanism and Anti-corrosion Protection of Concrete Structure over Sea
刘斌云， 张 胜 ，李 凯
3.1 结构措施
海工混凝土结构的腐蚀机理与防腐措施_1
海工混凝土结构的腐蚀机理与防腐措施发布时间：2022-04-29T12:43:59.107Z 来源：《工程建设标准化》2022年37卷第1月第1期作者：蔡海信[导读] 由于受到海水以及潮湿自然环境的影响和干扰，海工混凝土结构时常会出现腐蚀性破坏问题蔡海信中交二公局东萌工程有限公司陕西省西安市 710000摘要：由于受到海水以及潮湿自然环境的影响和干扰，海工混凝土结构时常会出现腐蚀性破坏问题，在此过程当中海水当中的氯离子会侵蚀到混凝土钢筋表面，致使混凝土钢筋表面的钝化防护膜失去应有作用，在腐蚀过程当中会产生极为复杂的电化学腐蚀状况，而遭到腐蚀的海工混凝土结构都会失去原有的刚度和韧性，其使用寿命严重降低。
为了有效规避海水以及潮湿空气对海工混凝土结构带来的腐蚀作用，本文全面探究了海工混凝土结构的腐蚀机理，并提出了几项合理有效的防腐措施，以期为广大海工混凝土结构防护人员提供参考和借鉴。
关键词：海工混凝土结构;腐蚀机理;防腐措施;引言：开展海洋事业是推动我国社会主义经济持续发展的主要动力之一，所以我国海工工程项目的建设速度也在不断加快。
现代化海空工程项目通常会运用钢筋混凝土结构进行建设工作，将其作为主要的构筑材料结构。
而我国海洋面积极为庞大，海工事业的建设规模也在不断扩大，各大海港工程在实际建设期间，其结构建设的稳定性和安全性受到了广大行业内部人员的强烈关注。
以往已经正式投入运行的海工工程项目，已经被海水严重腐蚀。
因此，在未来的海工工程项目建设期间，必须要交钢筋混凝土结构防腐工作作为重点内容进行关注，避免腐蚀问题对设施的安全性造成侵扰和威胁。
1 海工混凝土结构的腐蚀机理1.1 混凝土腐蚀破坏及腐蚀现状分析在海工工程项目长期运行的过程当中，其结构外部的混凝土钢筋材料会在环境的作用下发生物理反应和化学反应，对其材料表面产生极大的腐蚀，使其耐久性以及力学性都会出现严重的下降。
而在混凝土被腐蚀破坏的过程当中，其内部钢筋也会逐渐暴露在空气当中，当钢筋的锈胀力过大时就会出现开裂问题，一旦钢筋材料开裂就会严重威胁到海工工程的稳定性和安全性。
海工钢筋混凝土构件的腐蚀机理与防腐措施
用 低水 灰 比提 高混 凝 土密 实性 。
国 内有 研 究 结 果 表 明 ： 用 Ｐ・ ２５ 使 Ⅱ４ ．
硅 酸盐水 泥 、 Ⅱ区 中砂 和 ５ ２ ｍｍ 碎 石 、 —５ Ｉ
级低钙 粉煤灰 或 Ⅱ级低 钙粉 煤灰 及粒 化层 剥落 ， 影响 结构 的
介 质达到 钢筋表 面 的时 间推延 的同时 ，增强
表 面进 行 封 闭处 理 来 阻 碍有 害 物 质 的入 侵 。 目前 这些封 闭技 术均 已有成 功的 应用案 例 。
３１ 防腐 涂层 ．
抵抗 钢筋腐 蚀造 成 的胀裂 力 。众多 的调 查 和
试验 结果 都表 明 ．暴 露 于氯盐 环境 中的混凝 土 在 表 面 １ｍｍ 处 的 Ｃ ２ ｒ浓 度 远 高 于 ２ ～ ５ ５ ｍｍ 深 度范 围 ； 外 。 可在 拌制 混凝 土过 ０ 此 还 程 中加 入 阻锈 剂 、 实 剂 、 泡 剂 等外 加 剂 ， 密 消
（ ）工艺 参数 上 ， ４ 控制水 灰 比 、 骨料体 粗 积 含 量 、 率 、 凝材 料 用 量 及其 比例等 ； 砂 胶 采
形 成一层 铁锈层 ．钢 筋与混 凝土 之间 的化 学
胶 结力 、变形钢 筋 的机械 咬合力 以及 混凝 土
对 钢筋 的约束力 均有 不 同程 度 的减弱 ，从 而 产 生 了钢 筋与混凝 土 之 间粘 结性 能 的退化 ； （ ）钢 筋锈 蚀 的 体 积膨 胀 ， 混 凝 土 产 ３ 使 生顺 筋胀 裂 ， 而降低 了结 构 的刚度 ， 从 增大 了
海工钢筋混凝土构件 的腐蚀机理与 防腐措施
上 海 申航 基础 工程有 限公司 任 １ 钢 筋混凝 土构 件的腐 蚀机 理
１１ 腐蚀原 因 ．
沿海地区水利工程混凝土结构的防腐处理
沿海地区水利工程混凝土结构的防腐处理摘要：临海的水工建筑物,由于环境介质中的氯离子或原材料的氯离子侵入混凝土内部引起钢筋锈蚀膨胀,造成混凝土胀裂破坏,从而降低了混凝土结构的耐久性,如果不采取防护措施将影响整个建筑物的安全。
对于新建水工建筑物,可以从混凝土的材料、施工工艺、混凝土外露面涂层等方面进行保护。
从而降低了氯离子的腐蚀,但现在沿海一带水工建筑物多建于20世纪50年代左右,混凝土的材料及施工工艺达不到防腐要求,如全部拆除重建将消耗巨大的费用,只有从混凝土外露层进行防护和修补,提高建筑物的安全。
这样既节省了费用又延长了建筑物的使用寿命。
关键词：沿海地区；水利工程；混凝土；防腐；分析1导言由于桥梁结构受海洋气候影响，易遭受风浪、水质及环境等多种因素造成结构物损伤而缩短其使用寿命。
如果对此地区的桥梁结构设计仅仅考虑到荷载作用下强度的安全性，而忽视了长期使用过程中因环境作用引起的材料性能劣化，及对结构安全性和舒适性的影响，这样的设计是不完善的。
针对以上情况，沿海高速公路设计上从混凝土的耐久性设计方案和防腐混凝土设计考虑，以确保工程质量和安全，满足桥梁结构设计安全可靠、经济合理、适用耐久的要求，满足设计使用年限内正常运营的需要。
2混凝土防腐蚀简介混凝土的碳化是混凝土所受到的一种化学腐蚀。
空气中的CO2渗透到混凝土内,与其碱性物质起化学反应后生成碳酸盐和水,使混凝土碱度降低的过程称为混凝土碳化,又称作中性化,其化学反应为：Ca(OH)2+CO2=CaCO3+H2O。
水泥在水化过程中生成大量的氢氧化钙,使混凝土空隙中充满了饱和氢氧化钙溶液,其碱性介质对钢筋有良好的保护作用,使钢筋表面生成难溶的Fe2O3和Fe3O4,称为纯化膜。
碳化后使混凝土的碱度降低,当碳化超过混凝土的保护层时,在水与空气存在的条件下,就会使混凝土失去对钢筋的保护作用,钢筋开始生锈。
可见,混凝土碳化作用一般不会直接引起其性能的劣化,对于素混凝土,碳化还有提高混凝土耐久性的效果,但对于钢筋混凝土来说,碳化会使混凝土的碱度降低,同时,增加混凝土孔溶液中氢离子数量,因而会使混凝土对钢筋的保护作用减弱。
混凝土腐蚀机理及防腐措施
混凝土腐蚀机理及防腐措施一、前言混凝土作为一种普遍应用于建筑工程中的材料，其耐久性一直是人们关注的焦点。
然而，由于混凝土腐蚀问题的存在，混凝土结构的寿命受到了很大的制约，因此防止混凝土腐蚀成为了建筑工程设计和施工中的重要问题。
本文将从混凝土腐蚀机理入手，介绍混凝土腐蚀的成因和发展过程，并阐述目前防腐措施的研究和应用情况。
二、混凝土腐蚀机理1.混凝土腐蚀的定义混凝土腐蚀是指混凝土中的金属钢筋或钢材在水、氧气和二氧化碳等条件下发生化学反应而遭受破坏的过程。
混凝土腐蚀的发生会导致钢筋的腐蚀和混凝土的开裂，从而降低混凝土结构的承载力和使用寿命。
2.混凝土腐蚀的成因混凝土腐蚀的成因主要包括以下几个方面：（1）碳化作用。
混凝土中的碳酸盐会与大气中的二氧化碳反应，产生碳酸，使混凝土中的pH值降低。
当pH值降至9以下时，钢筋表面的保护层会被破坏，钢筋开始腐蚀。
（2）氯离子侵入。
氯离子是混凝土中的一种常见的腐蚀因素，它可以通过混凝土中的孔隙和微裂缝进入混凝土内部，当氯离子的浓度达到一定的程度时，就会导致钢筋腐蚀。
（3）水化反应。
混凝土中的水化反应会产生氢离子，当氢离子的浓度达到一定的程度时，就会使钢筋表面的保护层被破坏，从而导致钢筋腐蚀。
（4）钢筋表面的损伤。
钢筋在运输、安装和施工过程中容易受到损伤，这些损伤会导致钢筋表面的保护层被破坏，从而加速钢筋的腐蚀。
3.混凝土腐蚀的发展过程混凝土腐蚀的发展过程可以分为三个阶段：腐蚀前期、腐蚀中期和腐蚀后期。
（1）腐蚀前期。
在这个阶段，钢筋表面的保护层被破坏，但钢筋表面还未出现明显的腐蚀痕迹。
（2）腐蚀中期。
在这个阶段，钢筋表面开始出现明显的锈迹和腐蚀痕迹，混凝土中的裂缝也开始出现。
（3）腐蚀后期。
在这个阶段，钢筋表面已经被完全腐蚀，混凝土结构的承载力已经大大降低，甚至达到失效的程度。
三、混凝土腐蚀的防腐措施1.加强混凝土的密实性混凝土的密实性是指混凝土中孔隙的数量和大小，孔隙越少越小，混凝土的密实性就越好。
浅论海洋环境中的钢筋混凝土腐蚀机理与防护方法
浅论海洋环境中的钢筋混凝土腐蚀机理与防护方法作者：陈帮伟金威贤来源：《新农村》2011年第06期摘要：由于舟山地处海洋气候环境中，就海洋环境中海水腐蚀和海洋中各种不同腐蚀介质对钢筋混凝土的腐蚀机理与防护方法作了介绍。
从舟山沿海港口实际的施工角度出法，提出相应的控制措施和保护措施（包括表面涂层、引入外加剂等防腐技术），并在海洋混凝土工程结构中成功应用。
关键词：海水钢筋混凝土腐蚀防护一、问题的提出随着社会的发展，各种沿海建筑物日益增多，如舟山近期的港口建设、防波（浪）堤、码头、船厂、海塘、桥梁等工程。
这些混凝土结构由于长期处于海水、海风等自然环境中，混凝土遭受破坏的程度特别严重。
由于海洋的特殊性，因此其耐久性问题更引人关注，已越来越引起工程界的重视。
同时，在施工中也证明了素混凝土及钢筋混凝土在海洋环境中的浪溅区及海洋大气区，其腐蚀亦是相当严重的。
然而，由于设计、施工和选材不当，以及碳化作用、环境污染、外力的冲撞、微生物腐蚀等物理、化学作用，大量混凝土构筑物不能达到预期寿命而破坏。
本文对混凝土在舟山海水环境下的腐蚀规律、特点及使用寿命等进行了实践建筑物和施工证实。
通过海水对混凝土腐蚀的实际施工情况和腐蚀防治措施进行了分析对照。
并对混凝土腐蚀的实际情况和腐蚀防治措施作了资料分析和总结，提出了相应的建议和结论，并对舟山海域海水混凝土腐蚀案例的分析，论证了提高海工混凝土防腐性能的措施[1]。
二、混凝土的腐蚀机理和防护海水的腐蚀是导致混凝土保护层破裂乃至整个钢筋混凝土结构破坏的最主要原因之一。
由于海工建筑混凝土构筑物在海水长期浸泡过程中，结构周围受到不同程度不同环境的物理、化学、生物、电化等影响，使混凝土内的某些成分发生反应、溶解、膨胀，从而造成混凝土构筑物的破坏。
根据腐蚀程度的不同可分为4个区域：①水下区（最低潮位下）；②水位变动区（最低潮位与最高潮位）；③浪溅区（冲撞和风浪）；④大气区[2]。
1.水下区水下区混凝土由于缺氧阴极反应困难而腐蚀相对较轻。
海港工程钢筋混凝土结构的腐蚀机理与防腐对策
Ｑ ： Ｑ （ ）
工 程 技 术
Ｃｈ ｉ ｎ ａ Ｎｅ ｗ Ｔ ｅ ｃ ｈｎ ｏ ｌ ｏ ｇ ｉ ｅ ｓ ａ ｎ ｄ Ｐｒ ｏ ｄｕ ｃ ｔ ｓ
海港工程钢筋混凝土结构的腐蚀机理与防腐对策
徐 军
（ 上 海三航奔腾建设工程有限公 司， 上海 ２ ０ ０ ０ ０ ０ ）
一
中图分类 号 ： Ｕ ４ ４
文献标 识码 ： Ａ
目前 ，我 国的海港 建设正 处在 一个快 原 因可以总结 如下 ： 速发 展的时期 。 同时 ， 钢筋混 凝土结 构设施 首先 ， 冻融 破坏 ； 目前 我 国使 用最 为广 也是 当前使 用最 为广泛 的构筑 物之一 。随 泛 的混 凝土 材料其 本身 具有 多毛 细孑 Ｌ 多孔 着我 国海洋 开发 规模 的迅速扩 大 ，需 要建 体 ， 在 外界 环境不 断变 化 的情 况下 ， 尤其 是 设 的海港工 程也 正在 日益的增 加 ，尤 其是 外界 温差 的变化 ，会导 致 吸水 饱 和 的混 凝
摘 要： 在海港工程 中经常会 出现钢筋混凝土结构被腐蚀的情况。这主要是 由于海水环境中的氯离子渗透聚集于混凝土内 钢筋表面并致其钝化膜失去保护作用而造成的。本文主要是论述 了海港工程 中造成钢筋混凝土结构腐蚀 的机理、 并提 出了
些 防止腐 蚀的措 施 。 关键 词 ： 海港 工程 ； 钢 筋 混凝 土 ； 腐蚀 机理 ； 防腐措 施
土孔 隙 中的水会 在 内部 结 冰膨胀 ，进 而使 混凝 土开裂 和剥落 。 其次， 混凝 土结构 的碳 化； 当砼长 期暴露 于环 境 中的酸性 气体 （ 如 二氧化 碳 ） ， 致 使大 量的 酸性气 体渗 透到砼 中， 造 成长期 的积 累 ， 并 与砼 中的碱 性物 质 发生化 学反 应 。碳 化作 用常 常会导 致砼 的 脆性增 大 ， 也会 增砼 中钢筋 的脱钝 。 再次 ， 碱一 集 料 反应 ； 在钢 筋 混凝 土 的 水泥 中碱和 集料 中 的活 性成分 常 常发生 某 些化学 反应 ， 导致 硅胶体 吸水 ， 进而产 生膨 胀 压力 ， 导 致砼 开裂 的过程 被称 为碱一 集料 反应 。 砼 结构一 旦发 生碱一 集料反应 则会造 成 钢筋 混凝 土结构 出现 裂缝 ，这些 裂缝会 加速 空气 、 水、 二 氧 化碳 等 介质 的侵入 ， 进 而对砼 的破坏 力增加 。 ２ ． ２钢筋 腐蚀 由于砼中的钢筋一般是处在高碱 的环 境 中，这 样就 会在 钢筋 的表面 形成一 层钝 化 膜 ，这 层致 密 的钝 化膜 主要 是保 护钢筋 避 免腐蚀 。 但是， 当钢筋表 面的这层 保护膜 被 腐蚀 后 ， 就会 产 生破 坏 性 的膨 胀力 ， 使钢 筋周 围砼 承受 的拉应 力超 过混凝 土抗 拉强 度， 进而使 钢筋 结构 的保护 层 逐渐被剥 落 。 造 成钢筋 钝化 膜破坏 主要 有砼 的碳化 以及 氯 离子 的侵蚀 。 首先， 混凝 土 的碳化 ； 这并不 是造 成钢 筋 腐蚀 的最 主要 因素 ，这 是 因为海港 工程 中使用 的混 凝 土结 构 表 面 的保护 层 很 厚 ， 由于碳化 引起 的砼碱 度 降低 ，造 成钢 筋表 面 钝化 膜 的破 坏不 足 以造 成 严 重 的腐 蚀 。 其次， 氯离 子 的侵蚀 ； 由于 海水 中广泛存 在 有 氯盐 ，使其成 为导 致腐蚀 最 为常见 和危 险的介质 。 因此 ， 氯盐腐 蚀是砼 破坏 的最主 要 因素之一 。 ３海港 工程 中钢 筋混凝 土结 构 防腐 的 技术 措施
海工混凝土结构的腐蚀机理与防腐措施
化膜保护作用丧失， 出现一个较为复杂的电化学腐蚀情况。 因此， 为了有效减少和预防海水腐蚀对混凝土结构产生的消极影响， 该文探讨海工混凝土结构的腐蚀机理与相应的防腐措施， 以供参考。 关键词： 海工混凝土结构 中图分类号： U445.7+3 腐蚀机理 防腐措施 文献标识码： A 文章编号： 1674-098X(2017)04(c)-0088-03 侵 蚀、 碳 化侵 蚀、 钢 筋锈 蚀、 酸 性气体侵 蚀、 硫 酸 盐侵 蚀等， 其 中比 较 常见 的 侵 蚀 性 原 因 是 钢 筋 锈 蚀， 在 这 种 腐 蚀 作用 下 更 容 易 造 成 损 坏 且 程 度 较 为 严 重。 其 机 理 可 以 以化 学 式 碳化 结果后 pH值低 于 Ca(OH) 2 +H 2 O+CO 2 →CaCO 3 +2H 2 O， 9， 而这个数值 则比保持 钢 筋 钝化 的最 低 pH值9.5更低， 因此 会出现 混 凝 土 的中性化， 导 致 钢 筋出现锈 蚀。 而 盐 类侵 蚀 作 用发 生 的机 理 为： 3CaO·A l 2 O 3 +3CaS O 4·2H 2 O +2 6H 2 O→ 32H 2 O。 这些年以来， 伴随着环境污染的 3CaO· Al 2 O3 3CaSO 4· 日益严重， 我国很多地区出现酸雨情况， 酸雨对钢 筋混 凝 土产 生 的 危 害 比 碳 化 更 明 显 [ 2 ] 。通 过 盐 类 侵 蚀 导 致 混 凝 土 体 积 发 生 膨 胀 和 破 坏， 更 难 以修补。 钢 筋 锈 蚀 作用发 生 的 机 理， 主 要 是 因 为 氯 离子 的 侵 蚀 导 致 。 有 研 究 资 料 显 示， 即便混 凝 土 碳 化 的 深 度 较 低， 但 如 果 氯 离子 的 含 量 较 高， 那么对 应 的 钢 筋 也 很 容 易 被 腐 蚀 。这 与 氯 离子 半 径 小 、 活性大以 及 具 有 较 强穿 透 力 有 关 。 如 果 钢 筋周 边 的 混 凝 土孔 隙 液 中 氯 离子 浓 度 达 到 一定 值， 那 么 氯 离子 吸 附 于 膜 结 构 存 在 缺 陷 支 出， 就会 导 致 本 身难 以溶解 的 氢 氧化铁 转变 成 为容易 于 是 钢 筋 表 面 的 钝 化 膜 局 部发 生 破 坏， 出现 溶 解 的 Fe C l 2 ， 坑 蚀， 在 这个 过 程 中 主 要 反 应 化 学 式 为 F e → F e 2 - +2 e F e 2 +2Cl+ 4H 2 O→FeCl 2·4H 2 O， Fe Cl 2·4H 2 O→Fe (OH) 2↓+2 由上 式 Cl+2H+2H 2 O,4Fe (OH) 2 + O 2 +2 H 2 O→4Fe (OH) 3↓。 可 以 看出， 在 钢 筋 产生锈 蚀 的同 时， 氯离子 通常不 会 对 锈 蚀 产生的 过 程 发 生改变， 并且 混 凝 土本 身的 含 量也 不会由于腐 蚀 作用 而 减 少， 只 是 单 纯 的 催 化作用。 氯 离子 导 致 钢 筋 产生 锈 蚀 属于 一种比 较 复杂 的 化 学 过 程， 通常 情况下氯离子首先 在很 小的区域 钢 筋 表面中将 钝化 膜 破 坏， 出现 小阳极并与大 部 分 表 面 钝 化 膜 完 好 的 钢 筋 形 成 腐 蚀电偶， 这种坑蚀发展 进 程 快 速， 导 致 钢 筋出现 膨 胀 。 在 钢 筋 发 生锈 蚀 时， 从理论 上看 铁 锈 的 物质体 积 表 现 为原 有钢 材 体 积 的 2倍 以 上， 如果 所 处 的 环 境 存 在 缺 氧， 则 为原 有体 积 的 2 倍 左 右。 裂 缝出现 的 扩 张 以 及 混 凝 土 保 护层 出 现 剥 离， 都 将对 钢 筋混 凝 土本 身的结 构产生 影 响， 大 大减 弱 钢 筋 性能 [3] 。 由 此可 见， 要确定海工混凝土结构得到安全稳定的使 用， 就 必 须保证在 进行桥 梁 设 计 的工作中确 保 氯离子渗 透不 图1 88 海工混凝土结构钢筋腐蚀图 进 入钢 筋的 表面并积 极 采 取各种 有 效 的 防腐 措 施。
混凝土海洋工程防腐技术规程
混凝土海洋工程防腐技术规程一、前言混凝土海洋工程是一项复杂的工程，其耐久性和安全性是保证工程质量的关键。
其中，防腐技术是混凝土海洋工程中至关重要的一环。
本文将介绍混凝土海洋工程的防腐技术规程，旨在为相关工程师提供技术指导。
二、基础知识1. 混凝土的腐蚀混凝土在海洋环境中容易受到腐蚀，主要原因是海水中含有氯离子，而氯离子会与钢筋发生化学反应，从而导致混凝土的腐蚀。
此外，海洋环境中的潮汐、浪涌等因素也会对混凝土造成一定程度的损伤。
2. 防腐涂料防腐涂料是防腐技术中的一种重要手段，其作用是在混凝土表面形成一层保护膜，从而防止混凝土受到腐蚀。
常用的防腐涂料有环氧涂料、聚氨酯涂料等。
3. 防腐涂料的选择选择合适的防腐涂料是防腐技术中的关键步骤。
应根据混凝土的使用环境、工程要求、防腐涂料的性能等因素进行综合考虑。
三、技术规程1. 混凝土表面处理混凝土表面处理是防腐技术中的重要步骤，其目的是去除混凝土表面的污垢和松散物，从而保证防腐涂料的附着力。
具体步骤如下：(1) 清洗混凝土表面，去除表面的污垢和松散物。
(2) 修补混凝土表面的裂缝和孔洞。
(3) 进行表面处理，可采用机械削刮、喷砂等方法。
2. 防腐涂料施工防腐涂料施工是防腐技术中的核心步骤，其施工质量直接影响混凝土的防腐效果。
具体步骤如下：(1) 在施工前，应对防腐涂料进行充分搅拌，保证涂料的均匀性。
(2) 采用喷涂、刷涂等方法将防腐涂料均匀涂覆在混凝土表面。
涂刷过程中应注意涂料的厚度和均匀性。
(3) 每层涂料的厚度应控制在规定范围内，通常不超过100μm。
(4) 涂料施工后，应根据涂料的特性和工程要求进行充分的干燥和固化。
3. 防腐涂料的检测防腐涂料的检测是保证防腐效果的重要手段，其检测指标应包括涂层厚度、附着力、耐腐蚀性等。
具体步骤如下：(1) 对涂层进行厚度测量，应采用电子涂层厚度计等专业设备。
(2) 对涂层的附着力进行检测，可采用刮格法、剥落试验等方法。
浅谈海工混凝土结构的防腐质量控制
浅谈海工混凝土结构的防腐质量控制摘要：在海洋环境下的混凝土建筑设施，由于长期受到海洋生物，海水，温度气候等影响，混凝土结构的建筑设施遭到破坏已经是很常见的事了，因此现代海洋建筑对海工混凝土的强度，耐久性，抗腐蚀性都有十分严苛的要求，而且不同的海域的要求还不相同，为了适应千变万化的海洋环境，就要采取一定的措施提高海工混凝土抗腐蚀的能力。
关键词：海工；混凝土；防腐措施一、引言随着我国综合国力不断地增强，我国的海洋工程也在迅速发展，而钢筋混凝土作为工程的主要构建材料，它们防腐性能的好坏直接关系到整个工程的安全性能，因此越来越多的人都开始关注海工混凝土结构的防腐质量控制；本文首先向读者介绍海工混凝土结构的腐蚀机理，接着叙述国内外海工混凝土防腐工程的现状，最后围绕当前海工混凝土结构的防腐质量控制工程存在的问题，提出相应的防腐措施。
二、海工混凝土结构的腐蚀机理海工混凝土腐蚀的主要原因有：钢筋锈蚀、混凝土碳化、氯离子侵蚀、碱骨料反应、冻融破坏。
混凝土腐蚀破坏指的是在环境的作用下，混凝土因受外部化学和物理因素的影响，导致它的耐久性能和力学性能明显降低；这种腐蚀性的破坏会造成混凝土内部的钢筋锈蚀，并产生30MPa左右的锈胀力，从而使混凝土裂开，因此海工建造的建筑物在外部混凝土裂开的情况下就会失去它们的安全性能和实际用途。
海洋工程分为海岸工程、近海工程、深海工程；海洋工程的目的是为了开发、利用、保护、恢复海洋资源；海洋工程的主体都位于海岸线靠海的一侧，一般常见的海洋工程有海上堤坝、人工岛、跨海桥梁等；所以海洋工程一般都是浸泡在海水当中的，海水是一种非常复杂的水溶液，水溶液当中的元素都是以一定的物理化学形态存在的，海水当中含有阴阳离子主要有五类阳离子和阴离子：Na+,K+,Ca2+,Mg2+,Sr2+,Cl¯,SO42¯,Br¯,HCO3¯,F¯；碳化作用的机理[1]：Ca(OH)2+H2O+CO2→CaCO3+2H2O碳化的结果导致PH<9.5,低于钢筋钝化最PH低值，盐类物质的腐蚀机理：3CaO.Al2O3+3CaSO4.2H2O+26H2O-→3CaO.Al2O3.3CaSO4.32H2O；钢筋锈蚀的机理：阳极反应 2Fe-4e-→2Fe2+ ，阴极反应 O2+2H2O+4e-→4OH- ，2Fe+ O2+2H2O→2Fe2++4OH-→2Fe（OH）2 ，4 Fe（OH）2+ O2+2H2O→4 Fe（OH）3 。
海工混凝土腐蚀成因与控制措施
（静 、动荷载）；第 二类为 变形荷载 （收缩 、徐变 、温度 、 发 生 混 凝 土 碳 化 作 用 。 加 强 养 护 对 于 混凝 土 耐 久 性 的提 高
不均匀沉 降等）。第 二类荷载作用所 引起 的混 凝土 “先天 ” 也 甚 为 重 要 。
裂缝 ，对 混 凝 土 的 耐 久性 是 非 常 不 利 的 。 一旦 这 些 “先 天 ” ３．２ 应用高性能混凝土，抑制氯 离子的渗透扩散
（２） 合 理 分 层 浇 筑 混 凝 土 。 在 混 凝 土 浇 筑 过 程 中 ，若
位修复 困难 。涂层钢筋在施 工过程 中防破损措施 繁杂 ，破 分 层 浇 筑 的 厚 度 较 大 ，经 振 捣 后 ，粗 骨 料 下 沉 ，表 层 上 涌
损后需进行修补 ，加上施 工工序增多 ，成本增加 ，因而应 的砂浆 和水 泥浆含量就较高 ，从 而会 加大混凝土不 均匀收
中 图分 类 号 ：ＴＵ３５２．３
文献 标 识码 ：Ａ
文章 编号 ：１００３—３６８８（２００９）０６—００２５—０３
Ｃａｕｓｅｓ ｏｆ Ｍ ａｒｉｎｅ Ｃｏｎｃｒｅｔｅ Ｃｏｒｒｏｓｉｏｎ ａｎｄ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｍ ｅａｓｕｒｅｓ
ＬＩ Ｚｅｎｇ—ｇｕａｎｇ， ＣＨＥＮＧ Ｃｈｏｎｇ—ｈｕａ （ＣＣＣＣ Ｔｈｉｒｄ Ｈａｒｈｏｒ Ｃｏｎｓｕｌｔａｎｔｓ Ｃｏ．， Ｌｔｄ．．Ｓｈａｎｇｈａｉ ２０００３２ ）
２００９年 １２月 第 ６期 总第 １６４期
巾 国湮 湾建 设
Ｃｈｉｎａ Ｈａｒｂｏｕｒ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ
Ｄｅｃ．，２００９ １ ｔａｌ １６ ４ ．Ｎｏ．６
海工混凝 土腐蚀成 因与控制措施
李增光 ，成崇华
（中交第 三 航 务工 程 勘 察设 计 院有 限公 司 ，上 海 ２０００３２）
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使用性能 。 据国外 2004 年统计资料介绍， 英国现有桥梁 中的 35%～ 40%因结构腐蚀必须进行修复，所需费用占 年 GDT 的 3.14%, 美国近 60 万座桥梁中一半以上出现 钢筋腐蚀破坏，每年所需维修费用占年总建造经费的 1.25%。据我国 2004 年资料统计， 国内近 40 万座桥梁中 有 1 万多座已受到损害， 其中 4 000 多座已成危桥， 每年 因腐蚀问题造成的损失达几十亿元 。
图 1 海洋环境中钢筋混凝上腐蚀部位划分
市政 · 交通 · 水利工程设计
Municipal ·Traffic· Water Resources·Engineering Design
海洋环境中钢筋混凝土桥梁结构腐蚀的主要原因有： 钢筋锈蚀 、 碳化侵蚀 、 镁盐 、 硫酸盐侵蚀 、 酸性气体侵蚀 、 碱 骨料反应等 。 其中 , 钢筋锈蚀是主因 , 它所造成的破坏和损 失最严重 。 其腐蚀破坏机理如下 。 1）碳化作用机理 : Ca(OH )2+H 2O+CO 2→ CaCO 3+2H 2O 碳化结果可使 pH < 9 ，低于保持钢筋钝化最低 pH 值 9.5 ， 可导致混凝土中性化， 致使钢筋不可避免产生锈蚀 。 2） 盐类侵蚀作用机理:3CaO· Al2O 3+3CaSO · 4 2H 2O+26H 2O →3CaO· Al2O · 3 3CaSO · 4 32H 2O 近年来， 由于环境污染严重， 在某些地区， 酸雨对钢筋 混凝土的危害比碳化更为严重 。 盐类侵蚀引起混凝土体积 开裂 、 破坏， 发生后很难阻止， 不易修补和挽救 。 膨胀 、 3） 钢筋锈蚀作用机理： 钢筋锈蚀主要是由氯离子侵蚀 引起 。调查表明， 即使混凝土碳化深度浅， 在氯离子含量较 高的情况下钢筋也容易遭受腐蚀 （见图 2） 。
1 混凝土腐蚀破坏及其腐蚀现状
混凝土腐蚀破坏是指在环境作用下因受物理和化学各种 破坏作用而使其耐久性能、 力学性能明显降低的现象。它的直接 后果则会造成混凝土内部钢筋锈蚀并产生高达 30MPa 的锈胀 力 ， 致使混凝土开裂， 因而直接影响到结构的安全性和
[1]
2 跨海桥梁的腐蚀破坏机理
海洋环境下的钢筋混凝土结构不同部位受不同程度 侵蚀， 侵蚀部位分为长期暴露区 、 浪溅区 、 潮差区 、 水下区 4 部位， 如图 1 所示 。
3.2 改善混凝土性能措施
为了提高混凝土结构的耐久性， 应采用优质混凝土 。 一 般是提高普通混凝土密实度和抗渗性及采用 高 性 能 混 凝 土 。 对普通混凝土， 应控制水灰比大小 , 浪溅区混凝土水灰 比最大值可控制在 0.4 ～ 0.5 之间 。 试验研究表明 : 1） 混凝土的抗裂及抗氯离子侵蚀性能可通过改变胶凝 材料中掺合料的比例来实现 。 2） 大比例单掺粉煤灰或单掺磨细矿渣可显著降低胶凝 材料的早期水化热，对后期水化热也有较大的降低作用， 采用三组分 （含水泥 、 矿碴 、 粉煤灰）胶凝材料配制的混凝 土，可以配制出绝热温升小并利于改善混凝土的抗裂性能 的低热混凝土 。 3） 在降低水化热方面， 中热水泥要优于硅酸盐水泥 。 利 用中热水泥， 采用 0.30~0.40 的水胶比， 掺加 55%左右的磨 细矿渣和 15%左右的粉煤灰，可配制出强度等级满足桥梁 混凝土设计规范要求的高性能混凝土，实践证明其具有良 89
3.1 结构措施
合理设计结构形式和构造是防腐的基本措施 , 主要归 纳如下几点 。 1） 为减少与海水接触或被浪花飞溅范围， 尽量选择大 跨度的桥梁布置方案 。 2） 选择合适的结构形式 , 构件截面几何形状应简单 、 平 顺 , 尽量减少棱角或突变 , 避免应力集中，尽可能减少混凝 土表面裂缝 。 对浪溅区 , 控制混凝土裂缝宽度小于 0.1mm 。 3） 对支座和预应力锚固等可能产生应力集中部位 , 采
工程建设与设计
Construction & Design For Project
海工混凝土结构的腐蚀机理与防腐措施
Corrosion Mechanism and Anti-corrosion Protection of Concrete Structure over Sea
刘斌云， 张 胜 ，李 凯
环境中， 至少也可达钢材体积的 1.5 倍 ～ 3 倍 。裂缝的扩张 和混凝土保护层的开裂和剥离，破坏了钢筋混凝土结构的 完整性， 也导致钢筋性能减弱 。 为保证结构安全使用，确保桥梁在设计基准期内不致 于使氯离子渗透至钢筋表面 , 需采取一系列防腐措施 。
3 目前采用的主要防腐措施
1) 选择合适的工程布置 、 结构形式和构造 , 避免结构形 成锈蚀通道 。 2) 采用抗腐蚀性和抗渗性良好的优质混凝土 、 高性能 混凝土以改善混凝土工作性能 。 3) 根据不同的环境， 适当增加的混凝土保护层厚度 。 4)预留钢结构材料腐蚀厚度 。 5) 采用先进施工工艺 , 提高施工技术水平 。 6） 其它特别辅助措施 。
（北京工业大学 建筑工程学院， 北京 100124 ） LIU Bin-yun ，ZHANG Sheng， LI Kai
(College of Architecture and Civil Engineering,Beijing Universityof Technology,Beijing 100124,China) 海工混凝土结构的腐蚀破坏是因海水环境中的氯离子渗透聚集于混凝土内钢筋表面并致其钝化膜失去保护作用而造成 【摘要】 的， 这是一个复杂的电化学腐蚀过程。 为了避免或减少因海水腐蚀作用对混凝土力学性能及耐久性能的影响， 就必须采取切实可 从结构的腐蚀破坏机理出发， 归纳了包括采用结构措施、 改善混凝 行的防腐措施。论文在总结国内外混凝土腐蚀现状的基础上， 土性能措施、 增加混凝土保护层厚度、 预留钢结构材料腐蚀厚度、 改善施工工艺与提高施工技术水平及其它特别辅助防腐措施与 方法的应用特点及要求。
8] 易施工 、 经济 、 节能 、 环保的发展方向 [7， 。
。
3.3 合理增加钢筋混凝土保护层厚度
混凝土保护层是防止钢筋腐蚀的重要屏障 。 海洋环 境工程混凝土保护层厚度应比陆上混凝土保护层厚度大一 些 , 适当增加保护层厚度对延长结构的耐久性寿命非常有 效 。 但保护层厚度也不能过厚， 以防混凝土本身的脆性和 收缩导致混凝土保护层开裂 。 对于潮差和浪溅区 , 控制混凝 对于大气区， 保护层厚度 土中钢筋保护层厚度大于 8mm ， 我国规范对海港工程混凝土结构保护层厚 也应大于 5mm 。 度取值规定 见表 1 和表 2 。 钢管桩主要采用牺牲阳极的阴
工程建设与设计
Construction & Design For Project
好的抗氯离子侵蚀能力 。当前， 国际上普遍认为， 改善混凝 土性能措施及采用高性能混凝土不仅措施有效， 而且具有 显著技术经济效益
[3～5]
氯离子达到稳态传输过程的时间，但存在精度问题 。 涂层 分为封闭型和渗透型两种 。 前者具有良好的密实性 、 抗渗 性和附着力；后者是利用混凝土的特点，在混凝土表面涂 渗透型涂料，这些渗入的涂料在混凝土表面深入内部的一 定范围内形成特殊防护层，以有效阻止外界环境中氯离子 的侵入，从而保护钢筋免受腐蚀 。 但混凝土结构防腐涂装 技术要适应当今世界涂料工业的发展趋势，符合高性能 、
跨海桥梁混凝土； 腐蚀机理； 防腐 【关键词】
【Key words 】bridge concrete over sea ；corrosion mechanism ；anti-corrosion protection
【中图分类号】 U445.7+3
【文献标志码】 A
【文章编号】 1007-9467 （2011 ） 01-0088-04
a 酸性气体腐蚀
b 钢筋锈蚀
c 盐类腐蚀
取相应结构措施避免混凝土受拉 。 4） 设置检测和维修设施 , 便于管理人员监测和修补混 凝土裂缝 , 考虑构件易于更换的可能性 。
图 2 钢筋混凝土桥梁结构腐蚀图 活性大， 穿透力强之故 。当 这是由于氯离子的半径小 、 钢筋周围混凝土孔隙液中氯离子达到一定浓度时， 氯离子 吸附在膜结构有缺陷的地方， 使难溶的氢氧化铁转变成易 溶的 FeCl2， 致使钢筋表面的钝化膜局部破坏， 形成坑蚀现 象 。 钢筋锈蚀过程的主要反应方程式如下 : Fe → Fe2++2e Fe2++2Cl- +4H 2O → FeCl2 ·4H 2O FeCl2 ·4H 2O → Fe(OH )2↓ +2Cl- +2H ++2H 2O 4Fe(OH )2 +O 2+2H 2O → 4Fe(OH )3↓ 可以看出 , 在钢筋锈蚀过程中氯离子并不改变锈蚀产 物的组成， 且在混凝土中的含量也不会因腐蚀反应而减少 , 仅起到催化作用 。 氯离子导致的钢筋锈蚀是一个复杂的电 化学过程， 这个过程可比作电池反应 。 氯离子一般首先在 较小区域的钢筋表面破坏钝化膜 , 形成小阳极 , 与大部分表 面钝化膜完好的钢筋区域即大阴极间形成腐蚀电偶 , 使坑 蚀的发展较为迅速， 促使钢筋腐蚀 、 膨胀 。 并钢筋锈蚀时， 在缺氧 理论上铁锈物质体积可达原钢材体积 2 倍 ～ 7 倍 [2]。
低潮位
潮差区 干湿交替， 氧气充足， 腐蚀 程度较严重， 腐蚀速度较快 （波砂磨蚀损耗 ） 浅海区， 氧气饱和； 深海区， 含氧量减 少， 腐蚀程度最轻， 腐蚀速度最慢【作者简介】 刘斌云 88
浪溅区 (1963~)， 男， 江西永新人， 副教授， 从事结构健
康诊治及混凝土结构耐久性研究， （电子信箱 ） liubinyun@。
【Abstract】Concrete structure over sea are exposed structures that are continuously subjected to attack from the marine environment, the structure concrete is easy to infiltrate and accumulate that the chloride ions of its surrounding will cause the steels to be corroded in the surface of the inside steel bars.The corrosion process will be very complicated and it will greatly influence the life-span of the bridge structure. In order to lessen or avoid the disadvantage caused by the corrosion which will have an execrable effect on the mechanics performance and durability of concrete structure, some feasible measure must be taken. It is reviewed on the useful anti-corrosion protection methods on the basis of mechanisms analysis of reinforced concrete corrosion in this paper.Meanwhile,their applicable characteristic and necessary requirement is also mentioned,which including improving structure and material behavior, enhancing steel-protection concrete dimension,enlarging diameters of the reinforcing steel bars bypre-considering their corrosion ,and promoting construction technique,etc.